一种氟虫腈及其类似物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种氟虫腈及其类似物的合成方法，所述的氟虫腈及其类似物如式(I)所示，所述的合成方法包括：(a)将如式(II)所示的硫醚化合物与三氯乙酸和非质子有机溶剂混合；(b)向步骤(a)得到的混合物中加入过氧化氢，进行氧化反应，从而得到如式(I)所示的氟虫腈及其类似物；式(I)和式(II)中取代基的定义详见说明书。本发明专利技术的合成方法是一种新颖的、条件简单、易于工业生产的合成方法。

A synthetic method of fipronil and its analogues

【技术实现步骤摘要】
一种氟虫腈及其类似物的合成方法
本专利技术属于但不限于有机合成化学领域，具体地涉及一种氟虫腈及其类似物的合成方法。
技术介绍
三氟甲硫基亚砜类化合物，尤其是芳基三氟甲硫基亚砜类化合物具有显著的生物活性，广泛存在于农药(杀虫剂，如：氟虫腈)类化合物的骨架结构中，因此，对于三氟甲硫基亚砜类化合物的高效合成研究具有重要的科学意义和应用价值。然而，现有的合成方法学，局限于氧化剂的效率和选择性，氧化剂的氧化性过强则极其容易生成过度氧化的副产物砜。温和的氧化条件则会导致反应时间的大大延长甚至不反应。而且利用过氧化氢作为氧化剂高效且高选择性地实现该反应是较难并且少有报道的。对于三氟甲硫基亚砜类化合物合成现有氧化主要分三类，其一，利用间氯过氧苯甲酸作为氧化剂进行反应[C.M.M.Hendriks,P.Lamers,J.Engel,C.Bolm,Adv.Synth.Catal.2013,355,3363-3368.；T.Umemoto,S.Ishihara,J.Am.Chem.Soc.1993,115,2156-2164.；M.Zenzola,R.Doran,L.Degennaro,R.Luisi,J.A.Bull,Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,7203-7207.]。这一类反应缺点是间氯过氧苯甲酸是反应结束后处理会产生固体废弃物，原子经济性差，且该氧化剂氧化能力很强，极易发生过度氧化生成砜。其二是利用臭氧作为氧化剂进行反应[D.D.Dixon,J.Grina,J.A.Josey,J.P.Rizzi,S.T.Schlachter,E.M.Wallace,B.Wang,P.Wehn,R.Xu,H.Yang,PelotonTherapeutics,Inc.,USA.2015,p.430pp.；G.Nordvall,P.Forsell,J.Sandin,StiftelsenAlzecure,Swed..2018,p.71pp.；T.-K.Yang,E.Widmer,Vetoquinol,Fr..2009,p.44pp.]。这一策略中虽然臭氧氧化可以不引入其他杂原子，但是臭氧需要单独制备，且臭氧为气体较难控制，难以高规模工业应用；其三是利用过氧化氢、三氟乙酸、水体系进行反应[K.H.Gharda,A.M.Malte,P.C.Joseph,S.D.Parkar,S.V.Sathe,P.D.Damania,GhardaChemicalsLimited,India.2007,p.19pp.；L.V.Sokolenko,I.I.Maletina,L.M.Yagupolskii,Y.L.Yagupolskii,Synlett2010,2075-2078.；V.L.Sokolenko,K.R.Orlova,A.A.Filatov,L.Y.Yagupolskii,E.Magnier,B.Pégot,P.Diter,Molecules2019,24.]。这一类策略相比于前两种策略略有优势，然而有机化合物合成中，水作为溶剂难以溶解各种底物，这也使其反应速率较为低下，因此此类方法难以投入使用。因而，针对三氟甲硫基亚砜类化合物，温和、绿色、简洁、高效的合成方法学研究，极具挑战性和应用价值。
技术实现思路
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种新颖的、条件简单温和、无过渡金属参与、适用于药物生产、废弃物排放量少、反应设备简单、易于工业化生产可循环反复利用部分原料的氟虫腈及其类似物的合成方法。在本专利技术的实施方案中，本专利技术提供了一种氟虫腈及其类似物的合成方法，所述的氟虫腈及其类似物如式(I)所示，所述的合成方法包括：(a)将如式(II)所示的硫醚化合物与三氯乙酸和非质子有机溶剂混合；(b)向步骤(a)得到的混合物中加入过氧化氢，进行氧化反应，从而得到如式(I)所示的氟虫腈及其类似物；这里，式(I)和式(II)中取代基R1、R2和R3各自独立地为氟甲基、氯、氟或溴；R4为氰基、溴或氯；R5为叠氮基、溴、氯或氨基。在本专利技术的实施方案中，在步骤(b)的氧化反应完成后，还包括下列步骤：(c)将步骤(b)得到的反应混合物进行固液分离，从而得到固体的如式(I)所示的氟虫腈及其类似物和母液；(d)将如式(II)所示的硫醚化合物和过氧化氢加入到步骤(c)的母液中进行氧化反应；在步骤(d)后，重复地进行步骤(c)和步骤(d)。在上述实施方案中，式(I)和式(II)中取代基R1为三氟甲基；R2和R3各自独立地为氯；R4为氰基；R5为叠氮基、溴、氯或氨基。在上述实施方案中，式(I)和式(II)中取代基R1为三氟甲基；R2和R3各自独立地为氯；R4为氰基；R5为溴或氨基。在上述实施方案中，式(I)和式(II)中取代基R1为三氟甲基；R2和R3各自独立地为氯；R4为氰基；R5为氨基。在上述实施方案中，所述步骤(b)和步骤(d)氧化反应的反应温度为-20℃～60℃，优选地，为10℃～25℃，更优选地，为20℃。在上述实施方案中，所述步骤(b)和步骤(d)氧化反应是在气体氛围下进行的，可选地，是在一个到两个标准大气压的氧气、氮气、氩气或空气氛围下进行的。在上述实施方案中，所述步骤(a)中硫醚化合物与三氯乙酸的摩尔比为1:1至1:20，优选地，为1:5至1:10。在上述实施方案中，所述步骤(a)和步骤(d)中硫醚化合物与过氧化氢的摩尔比为1:1至1:20，优选地，为1:2至1:10。在上述实施方案中，所述步骤(b)和步骤(d)氧化反应的反应时间为6至96小时，优选地为6-12小时。在上述实施方案中，所述过氧化氢可以为20重量％至70重量％的过氧化氢水溶液，优选地，为30重量％的过氧化氢水溶液。在上述实施方案中，所述非质子有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、甲苯、苯、氯苯、二甲苯和三甲苯中一种或多种，优选地，所述非质子有机溶剂为甲苯或氯苯，更优选地，所述非质子有机溶剂为甲苯。在上述实施方案中，步骤(a)中，所述硫醚化合物与所述非质子有机溶剂的摩尔体积比为0.1:1至1:1(摩尔:升)，优选地，为1:2至1:4。本专利技术的氟虫腈及其类似物的合成方法具有以下优点：1、本专利技术使用三氟甲基硫醚类化合物和过氧化氢和三氯乙酸为原料，反应生成三氟甲硫基亚砜类化合物，底物适用性广，官能团兼容性好，尤其是可以兼容通常易被氧化的氨基，酚羟基等；2、本专利技术方法与传统合成方法相比具有收率高、成本低、反应条件温和简洁、废弃物排放量少、反应设备简单、易于工业化生产等诸多优点，且本专利技术方法中所用酸在反应前后几乎没有消耗，其浓度也未有较大变化，作为催化剂而重复使用。3、本专利技术方法对于较大分子量的三氟甲基硫醚类化合物具有工业应用的极大优势，反应结束后其原料与产物皆不溶于芳烃类溶剂中，分离后的溶剂则包含所使用的有机酸，使整个溶剂和酸可以多次直接循环利用。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟虫腈及其类似物的合成方法，所述的氟虫腈及其类似物如式(I)所示，所述的合成方法包括：

【技术特征摘要】
1.一种氟虫腈及其类似物的合成方法，所述的氟虫腈及其类似物如式(I)所示，所述的合成方法包括：(a)将如式(II)所示的硫醚化合物与三氯乙酸和非质子有机溶剂混合；(b)向步骤(a)得到的混合物中加入过氧化氢，进行氧化反应，从而得到如式(I)所示的氟虫腈及其类似物；这里，式(I)和式(II)中取代基R1、R2和R3各自独立地为氟甲基、氯、氟或溴；R4为氰基、溴或氯；R5为叠氮基、溴、氯或氨基。2.根据权利要求1所述的合成方法，其中，式(I)和式(II)中取代基R1为三氟甲基；R2和R3各自独立地为氯；R4为氰基；R5为叠氮基、溴、氯或氨基；或者式(I)和式(II)中取代基R1为三氟甲基；R2和R3各自独立地为氯；R4为氰基；R5为溴或氨基；或者式(I)和式(II)中取代基R1为三氟甲基；R2和R3各自独立地为氯；R4为氰基；R5为氨基。3.根据权利要求1所述的合成方法，其中，在步骤(b)的氧化反应完成后，还包括下列步骤：(c)将步骤(b)得到的反应混合物进行固液分离，从而得到固体的如式(I)所示的氟虫腈及其类似物和母液；(d)将如式(II)所示的硫醚化合物和过氧化氢加入到步骤(c)的母液中进行氧化反应；在步骤(d)后，重复地进行步骤(c)和步骤(d)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦宁，宋颂，王申安，魏佳良，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11